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空調制冷原理壓焓圖

生活 更新时间:2024-08-09 06:16:43

剛剛進入夏天,就已經熱到令人發指。為了幫助廣大人民舒适地度過這個夏天,百科君接下來将介紹避暑神器——空調系列。

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)1

首先咱們來看一下空調的結構。

空調主要由制冷系統、風路系統、控制系統和箱體四部分組成。其外部結構多如下圖所示:

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)2

空調室外機的内部結構多如下圖所示:

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)3

将内外部的各零部件歸到各個系統中,我們做了一個表格,方便技術控們看清楚:

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)4

以上,即空調的結構,你看明白了,咱就可以繼續深入聊空調運行原理了。

制冷環節:

我們在中學物理時就學過,液體氣化可以吸收熱量,空調正是利用這一原理進行制冷的。

但,在一個标準大氣壓下,水的沸點是100℃,用水沸騰後氣化吸熱來降低房間溫度顯然是行不通的,而蒸發氣化速度又很慢,吸收熱量非常有限。

那麼有沒有一種物質,能夠在常溫或者更低的溫度就沸騰氣化呢,這樣的話,讓它在房間裡不停的氣化吸熱不就能降低房間裡的溫度了嗎?偉大的科學家們通過不斷的實驗發現了很多種這類物質,也就是制冷劑。

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)5

制冷劑410A(衆多制冷劑中的一種)

空調的制冷主要就是靠制冷劑在室内機的蒸發器内氣化,吸收房間内大量的熱量。那麼如何把制冷劑吸收來的熱量排出到室外呢?

既然氣化能夠吸熱,那反過來不就放熱了嘛!聰明!我們中學物理還學過氣體冷凝可以放出熱量,那就好辦了,把剛才吸收完熱量變成氣态的制冷劑放到室外進行冷凝就可以了。但是問題又來了,室外溫度比室内還高,制冷劑在室内都氣化了,到了溫度更高的地方如何冷凝成液态呢?

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)6

好在我們還學過,液體的沸點跟壓力有很大關系(看來還是得多學習啊),壓力升高,沸點也會随之上升。這也是為什麼高原地區的水雖然已經沸騰了,但遠遠達不到100℃的原因,這也讓我想起了當年去西藏旅行時吃的夾生飯。

言歸正傳,這樣的話

我們想讓制冷劑在室外高溫的情況下冷凝放熱,隻要把它的壓力升高就可以了,這就是空調裡面為什麼要有壓縮機的原因。現在目标都清楚了,接下來就看看制冷系統是如何工作來實現這一系列目标的。

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)7

壓縮機

壓縮機将吸熱氣化後的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣态制冷劑,然後送到冷凝器散熱後成為常溫高壓的液态制冷劑,這個過程中會放出熱量,所以室外機會吹出熱風。然後進入毛細管,再進入蒸發器,由于制冷劑從毛細管到達蒸發器後空間突然增大,壓力大大降低,液态的沸點就會降低,所以制冷劑就會氣化,變成液态低溫的制冷劑,從而吸收大量的熱量,蒸發器就會變得溫度很低,室内機的風機将室内的空氣從蒸發器中吹過,所以室内吹出的就是冷風。

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)8

空氣中的水蒸氣遇到冷的蒸發器後就會凝結成水滴,順着水管流出去,這就是空調會除濕以及出水的原因。然後氣态的制冷劑回到壓縮機繼續壓縮,繼續循環。

空調一般都具有冷暖兩種模式,下圖為制冷過程第一個簡單示意圖。

空調制冷原理壓焓圖(汽化冷卻or液化放熱)9

制熱環節:

需要制熱時,空調内的四通閥會使制冷劑在冷凝器與蒸發器的流動方向與制冷時相反,這樣就能在室内吹出熱風,室外吹出冷風。

簡單來說,就是制冷劑通過在管道内的不斷氣化和液化,進而不斷地吸熱和放熱來達到制冷和制熱的效果。

OK,到這裡是不是已經get到了空調的基本原理?那麼下周咱們就來說一說空調的幾種基本品類,下周見喽~

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